Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007. / Submitted by Aline Jacob (alinesjacob@hotmail.com) on 2010-02-25T15:01:13Z No. of bitstreams: 1 2007_NeusaMargareteGomesFernandes.PDF: 2296858 bytes, checksum: 418d445b2a00aa65bee3d561024ba815 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-03-03T01:09:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_NeusaMargareteGomesFernandes.PDF: 2296858 bytes, checksum: 418d445b2a00aa65bee3d561024ba815 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-03T01:09:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_NeusaMargareteGomesFernandes.PDF: 2296858 bytes, checksum: 418d445b2a00aa65bee3d561024ba815 (MD5) Previous issue date: 2007-07-02 / Algumas doenças de veiculação hídrica têm se destacado nas últimas décadas, dentre elas a criptosporidiose, causada pelo protozoário Cryptosporidium. Este protozoário vem se destacando pela elevada incidência de casos e devido às suas características de resistência aos processos convencionais de desinfecção com cloro e à capacidade de permanência no meio ambiente. O presente trabalho avalia a remoção de oocistos de Cryptosporidium por filtração direta descendente em meio filtrante de camada dupla, verificando a influência do pH de coagulação e dosagem de sulfato de alumínio na remoção dos oocistos. O trabalho experimental foi realizado em uma instalação piloto composta por dispositivo de mistura rápida e uma coluna de filtração descendente em antracito e areia. Foram realizados 21 experimentos de filtração direta descendente, com taxa de filtração constante de 210 m/dia, utilizando água proveniente da Represa do Torto inoculada com oocistos de Cryptosporidium na ordem de 102 a 103 oocistos/L. As condições de coagulação testadas incorporaram dosagens ótima e super-dosagem de coagulante em duas faixas distintas de pH (5,0 – 5,5 e 6,0 - 7,0). Praticamente todas as carreiras de filtração, com exceção das realizadas sob condições de super-dosagem de coagulante e valor de pH baixo, produziram água filtrada com valores de turbidez residual inferiores a 0,2 UT. Nas diferentes condições de coagulação testadas, as eficiências de remoção dos oocistos de Cryptosporidium variaram na faixa de 1,4 a 3,2 log durante a operação regular do filtro. No período de amadurecimento (início da carreira de filtração), os valores de eficiência de remoção de oocistos de Cryptosporidium foram de 0,1 a 1,0 log menores do que os obtidos durante a operação regular do filtro. Na maioria dos experimentos a água filtrada apresentou 1 ou menos oocistos/L e em apenas 1 experimento esse valor excedeu 2 oocistos/L. Os experimentos realizados em valores de pH de coagulação mais baixo, em torno de 5, promoveram as melhores eficiências de remoção de oocistos de Cryptosporidium, particularmente em relação ao período de operação regular do filtro. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In the last few decades some notorious waterborne diseases have been reported, among them the cryotosporidiosis caused by a protozoan named Cryptosporidium, this protozoan has gained fame due the high occurrence as a waterborne diseases, remarkable capacity to resist the usual water treatment and its endurance in the environment. The present study evaluates the Cryptosporidium oocysts degree of removal by down flow direct filtration using the dual-media filter, verifying the influence it pH of coagulation and dosage of aluminum sulphate in the removal oocysts. An pilot-scale installation with hydraulic flash mixing and a filtration column with anthracite and sand was used. In total 21 experiments were run with a constant filtration flow rate of 210 m/day, using raw water from the Torto reservoir, spiked with 102 a 103 oocysts/L. The tested coagulation conditions had included optimal and over optimal dosages of coagulant into two distinct pH ranges (5,0 - 5,5 and 6,0 - 7,0). Practically all the filtration run, with exception of carried through under conditions of over optimal of coagulant and the low value of pH, had produced water filtered with inferior values of residual turbidity 0,2 UT. In the different coagulation conditions tested the efficiencies of removal of the Cryptosporidium oocysts has varied in the range 1,4 to 3,2 log during the filter stable operation period. In the filter ripening period the values of efficiency of removal of Cryptosporidium oocysts had been 0,1 to 1,0 log lower than those during the filter stable operation period. In the majority of the experiments the filtered water presented 1 or less oocysts/L and in only 1 experiment this value exceeded 2 oocysts/L. The experiments carried with values of pH around 5 had promoted the best efficiencies of removal of Cryptosporidium oocysts, particularly in the filter stable operation period.

xxiii, 143 f. : il. / Submitted by Kathryn Cardim Araujo (kathryn.cardim@gmail.com) on 2009-10-29T18:30:41Z No. of bitstreams: 1 2006_Andréia Paiva Fagundes.pdf: 3332639 bytes, checksum: b9ead4e95b4b76b52abceadae613d505 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2010-02-11T00:17:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Andréia Paiva Fagundes.pdf: 3332639 bytes, checksum: b9ead4e95b4b76b52abceadae613d505 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-02-11T00:17:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Andréia Paiva Fagundes.pdf: 3332639 bytes, checksum: b9ead4e95b4b76b52abceadae613d505 (MD5) Previous issue date: 2006-09-15 / O presente trabalho trata da remoção de oocistos de Cryptosporidium por filtração direta descendente em meio granular praticamente uniforme, verificando a influência de aspectos operacionais como dosagens de coagulante, taxas de filtração e características da água bruta. O trabalho experimental foi desenvolvido em escala piloto composta por dispositivo de mistura rápida e filtro descendente de areia. Os experimentos em escala piloto foram precedidos de estudos em escala de bancada (Testes de Jarros) para a definição da faixa de pH e dosagem de coagulante a serem empregados nos experimentos de filtração. Foram realizados 15 experimentos de filtração direta descendente, utilizando como coagulante o sulfato de alumínio. Optou-se por trabalhar com subdosagens, dosagens “ótimas” e super-dosagens de coagulante. Foram utilizadas águas provenientes do lago Paranoá e do córrego do Torto, sendo que toda a água empregada nos trabalhos de filtração foi inoculada com oocistos de Cryptosporidium na ordem de 102 a 103 oocistos/L. Além disso, o filtro foi operado com taxas constantes de 210 m/dia e 105 m/dia. Os resultados obtidos indicaram que, independente da origem da água bruta e da taxa de filtração utilizada, ao se adotar dosagens “ótimas” e super-dosagens de coagulante, os efluentes apresentaram valores de turbidez inferiores a 0,5 UT e de clorofila-a inferiores a 1,5 μg/L. Quanto à remoção de oocistos de Cryptosporidium, para o filtro estudado, não foram observadas diferenças na remoção desse protozoário com a utilização de uma taxa conservadora, 105 m/dia, quando comparada ao valor de 210 m/dia. Por outro lado, para as águas estudadas, a utilização de super-dosagem parece promover uma maior remoção de oocistos de Cryptosporidium quando comparada com o uso de dosagem “ótima”. Similarmente, foi observado que durante a operação regular do filtro, a remoção de oocistos de Cryptosporidium tende a ser mais elevada do que no período de amadurecimento do mesmo. Entretanto, o fator operacional que influenciou de forma mais determinante a remoção desse protozoário foi a utilização de subdosagem de coagulante. Quando essa condição de coagulação foi adotada, verificou-se, independentemente da água bruta, que a remoção foi significativamente inferior. Dessa forma, pode-se considerar como dois fatores de risco importantes: possíveis falhas na dosagem de coagulante, com a aplicação de subdosagem, e o período de amadurecimento do filtro. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The present work deal with the removal of Cryptosporidium oocysts by downflow direct filtration with almost uniform filter bed to verify the influence of operational aspects such as coagulant dosage, filtration flow rate and raw waters characteristcs. The experimental work was carried out in pilot-plant comprised by a hydraulic flash mixing device and a rapid downflow sand filter column. The studies in pilot-scale were preceded by benches studies (Jar Tests) for the definition of the coagulant dosages and the pH values to be used in the filtration experiments. Fifteen filtration experiments had been carried out, using aluminum sulphate as coagulant. Three different dosage levels were used: suboptimal, "optimal" and overoptimal dosages of coagulant. Raw waters from the Paranoá lake and from the Torto stream were used. During filtration experiments these waters were spiked with Cryptosporidium sp. oocysts in the order of 103 to 102 oocysts/L and the filter was operated with constant flow rates of 210 m/day and 105 m/day. Independently of the filtration flow rate and the raw water tested, when "optimal" and overoptimal coagulant dosages were used, the filter effluents presented turbidity values lower than 0,5 NTU and values of chlorophyll-a lower than 1,5μg/L. Regarding the removal of Cryptosporidium oocysts, for the studied filter, no appreciable differences on the removal of these protozoan were observed with the utilization of conservatives flow rates, 105 m/day, when comparing with 210 m/day.. On the other hand, for the raw waters studied, the use of overoptimal coagulant dosages tends to improve the removal of the Cryptosporidium oocysts, when comparing with optimal dosages. Similarly, it was observed that the removal of the Cryptosporidium oocysts was lower during ripening period when comparing with the stable filtration operation. However, the operational aspect that placed more influence on the removal of Cryptosporidium oocysts was the use suboptimal coagulation dosage. When this condition was adopted, it was verified that, independently of the raw water.used, the removal was significant lower. So, failures in the coagulation process, such the use of suboptimal coagulant dosages and the ripening filter period may be considered as the two major operational risk factors.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by Érika Rayanne Carvalho (carvalho.erika@ymail.com) on 2009-12-01T21:41:47Z No. of bitstreams: 1 2006_Jazielli Carvalho Sá.pdf: 1463821 bytes, checksum: e3e994bcbf3427a6c734f7e40e43eb81 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-01-13T00:08:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Jazielli Carvalho Sá.pdf: 1463821 bytes, checksum: e3e994bcbf3427a6c734f7e40e43eb81 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-13T00:08:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Jazielli Carvalho Sá.pdf: 1463821 bytes, checksum: e3e994bcbf3427a6c734f7e40e43eb81 (MD5) Previous issue date: 2006-04-12 / Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o desempenho da filtração lenta no que se refere à remoção de células de M.aeruginosa e de microcistina extracelular, buscando a melhoria da eficiência por meio do estudo da influência de alguns parâmetros de projeto e operação. Para tanto, foi utilizada uma instalação piloto de filtração composta por três filtros lentos de areia, operados em paralelo, que foram alimentados com água do lago Paranoá (Brasília/DF), à qual foram adicionadas células cultivadas de M. aeruginosa e microcistina extracelular, em momentos distintos do experimento. O trabalho experimental foi dividido em quatro etapas: (1) variação do tamanho efetivo da areia (0,22mm, 0,28mm e 0,35mm); (2) variação da espessura da camada de areia (0,60m, 0,90m e 1,1m); (3) Variação da taxa de filtração (2m/d, 3m/d e 4m/d); e (4) variação das concentrações de M. aeruginosa e microcistina extracelular na água bruta. De acordo com os resultados obtidos, para uma concentração de 105cél/mL de M. aeruginosa na água bruta, o tamanho efetivo da areia parece não influenciar na qualidade da água filtrada. No entanto, os elevados valores de perda de carga podem desfavorecer o uso de tamanhos efetivos menores. O filtro com 0,60m de camada de areia apresentou maior ocorrência de traspasse de células de M.aeruginosa, enquanto que, para as outras espessuras avaliadas, não houve diferença entre a qualidade dos efluentes. Os resultados também sugerem que a taxa de filtração é um parâmetro de operação que influencia na remoção desses microrganismos. Os parâmetros de clorofila-a e microcistina intracelular indicaram que houve um arraste de parte das células que tinham sido previamente retidas no meio filtrante, fato esse mais evidente quando a concentração de M.aeruginosa na água bruta foi da ordem de 106cél/mL. Nas fases experimentais em que a água bruta continha microcistina essencialmente na fração intracelular, foram detectadas concentrações de microcistina extracelular nos efluentes dos filtros, em valores mais elevados do que os contidos na água bruta, confirmando que houve lise de parte das células retidas. Foi observado um impacto negativo da presença de microcistina na água bruta sobre a remoção de coliformes. A intensidade desse impacto parece depender da concentração dessa toxina na água bruta. A filtração lenta se apresenta como uma tecnologia de grande potencial para o tratamento de água contendo M. aeruginosa e microcistina. Entretanto, para uma remoção satisfatória desses organismos e de sua toxina, é imprescindível que seja assegurada a maturação dos filtros em relação à toxina, o que parece depender essencialmente de uma exposição prévia à toxina e das características da água afluente. Dessa forma, até que novos estudos indiquem limites seguros para a utilização da filtração lenta, alerta-se para o fato de que há risco de que as concentrações de microcistina na água filtrada ultrapassem o limite de potabilidade, principalmente quando a água bruta apresentar concentrações superiores a 105cél/mL de M.aeruginosa e a 20µg/L de microcistina extracelular. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The present work aimed to evaluate the performance of the slow filtration in the removal of M.aeruginosa cells and extracellular microcystins, searching for the improvement of the efficiency by studying the influence of some project and operational parameters. To accomplish the objective, pilot-scale experiments were performed using 3 slow sand filter columns. These filters were continuously and simultaneously operated, and were fed with raw water of the Paranoá Lake (Brasília/DF), that was periodically spiked during few days with a cultivated toxic strain M. aeruginosa or with dissolved microcystin. The experimental work was carried out in four stages to evaluate the influence of: (1) the effective size (0.22mm, 0.28mm and 0.35mm); (2) the filter bed depth (0.60m, 0.90m, 1.1m); (3) the filtration rate (2m/d, 3m/d, 4m/d); and (4) the concentration of M.aeruginosa cell as well as of dissolved microcystin. For a raw water concentration of 105cells/mL of M. aeruginosa, the effective size of the sand seems not to influence the quality of filtered water, however, high values of head loss may disfavor the use of smaller effective diameters. The shallower filter bed, 0.60m, presented more occurrence of M. aeruginosa breakthrough, but there was no significantly difference of filtered water quality for the others filters beds evaluated. The filtration rate seems to influence the removal of these microorganisms. The concentrations of chlorophyll-a and dissolved microcystins in the filtered water indicate that part of the cells previously retained in the filter was washed way in the following days of operation. This behavior was more evident when the concentration of M. aeruginosa in the raw water was about 106cells/mL. When the presence of microcystins in the raw water was mostly in the intracellular fraction, concentrations of extracellular microcystins in filtered water was, occasionally, higher than the observed in raw water, confirming that cells lyses was occurring in the filter bed. It was confirmed that the presence of microcystins in the raw water has a negative impact on the removal of coliforms, and it seems to be dependent of the concentration of this cyanotoxin. The slow sand filtration seems to be a technology with high potential for water treatment containing M. aeruginosa and microcystin. However, for a satisfactory removal of these organisms and its toxins, it is essential that a high degree of maturation is assured. Thus, until new studies indicate safe limits for the use of slow sand filtration, it is believed that when concentration of M. aeruginosa and extracellular microcystin in the raw water exceed, respectively, 105cells/mL and 20µg/L, there is a high risk that the concentrations of microcystins in filtered water exceeds 1µg/L.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2008. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-02-28T14:28:10Z No. of bitstreams: 1 2008_RaquelTaira.pdf: 12311836 bytes, checksum: 1e1367401a3970ec2388cab4acf229b7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2011-03-28T18:33:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_RaquelTaira.pdf: 12311836 bytes, checksum: 1e1367401a3970ec2388cab4acf229b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-28T18:33:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_RaquelTaira.pdf: 12311836 bytes, checksum: 1e1367401a3970ec2388cab4acf229b7 (MD5) / Devido a sua ocorrência em águas superficiais e sua significativa resistência aos estresses ambientais, Cryptosporidium parvum é considerado um dos mais importantes parasitas de veiculação hídrica. Por causa do tamanho reduzido dos oocistos, 4 a 6 µm, e a resistência à desinfecção com cloro, a filtração é considerada o processo fundamental para a remoção desses microrganismos. A filtração lenta é apontada como um processo capaz de remover patógenos eficientemente, porém a remoção de oocistos é ainda pouco estudada. Este trabalho teve como objetivo avaliar, em escala piloto, a remoção de oocistos de Cryptosporidium pela filtração lenta, precedida ou não da pré-filtração em pedregulho com escoamento ascendente. As taxas de filtração avaliadas nos filtros lentos foram de 3 e 6 m/d enquanto a taxa de filtração no pré-filtro foi mantida constante em 10 m/d. A concentração de oocistos na água bruta durante os experimentos variou de 102 e 103 ooc/L. Quando os filtros lentos foram submetidos a algum período de amadurecimento, as eficiências de remoção de oocistos nas seqüências estudadas foram próximas, variando entre 2,76 a 4,28 log. As menores remoções foram obtidas quando a turbidez da água bruta era mais elevada, a taxa de filtração do filtro lento era igual a 6 m/d e a concentração inicial de oocistos era mais baixa. Quando os filtros lentos não foram submetidos a período de amadurecimento a remoção de oocistos no filtro lento atuando como única unidade de tratamento foi de no máximo 3,68 log, enquanto o conjunto pré-filtro+filtro lento atingiu até 4,27 log, indicando a importância da adoção do pré-filtro em situações críticas de operação. O pré-filtro de pedregulho foi responsável pela remoção de 0,29 a 2,37 log de oocistos. O aumento da taxa de filtração dos filtros lentos (3 para 6 m/d) parece afetar a remoção de oocistos e coliformes totais, mas não a remoção de turbidez. Em qualquer das unidades de filtração, as remoções de coliformes totais e Clostridium perfringens foram sempre inferiores à de oocistos, sugerindo que esses indicadores são conservadores em relação aos oocistos. Ao obter turbidez efluente menor ou igual a 1 UT no filtro lento sozinho, foi verificada ocorrência de correlação a 90% de confiança entre turbidez residual e ocorrência de oocistos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Owing to its widespread occurrence in water and its significant resistance to environmental stresses, Cryptosporidium parvum is regarded as one of the most important waterborne microbial parasites. Due to the small size of Cryptosporidium, 4 to 6 μm, and its resistance to disinfection with chlorine, filtration is regarded a key process to remove this microrganism. Slow Sand Filtration has been shown to be effective in achieving removal of pathogens, but there is a lack of studies about oocyst removal. This study aimed to evaluate, at pilot scale, Cryptosporidium oocysts removal by slow sand filtration preceded or not by the upflow roughing filtration. The filtration rates evaluated at the slow sand filters were 3 and 6 m.d-1 while for roughing filter it was constant at 10 m.d-1. Oocysts concentration in raw water during the experiments ranged between 102 and 103 ooc.L-1. When slow sand filters were subjected to a period of ripening, the efficiencies of oocysts removal in the sequences studied were similar, varying in the range of 2.76 to 4.28 log. Lower removals were obtained when raw water turbidity was higher, filtration rate of slow sand filter was 6 m.d-1 and oocysts initial concentration was lower. When the slow sand filters were not subjected to a period of ripening, oocysts removal by slow sand filter acting as single unit of treatment was no more than 3.68 log, while the roughing filter + slow sand filter reached up to 4.27 log, indicating the importance of the adoption of roughing filter in critical situations of operation. Upflow roughing filter was responsible for 0.29 to 2.37 log of oocysts removal. The increase in the filtration rate of slow sand filters from 3 to 6 m.d-1 seems to affect negatively oocysts and total coliform removals, but not turbidity removal. In every unit of filtration, total coliform and Clostridium perfringens removal efficiencies were always lower than oocysts removal, suggesting that these indicator organisms are conservative for Cryptosporidium oocysts. When turbidity of slow sand filter alone was equal or lower than 1 NTU, it was observed a correlation at 90% of confiability between turbidity and oocysts occurrence.

Dissertação (Mestrado)-Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2011. / Submitted by Juliane Alves (juliane_570@hotmail.com) on 2012-04-05T19:21:38Z No. of bitstreams: 1 2011_NaraJullianaVieiradeFarias.pdf: 1896505 bytes, checksum: 422c1dca6929caa60e27303faefecc4d (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2012-04-10T18:47:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_NaraJullianaVieiradeFarias.pdf: 1896505 bytes, checksum: 422c1dca6929caa60e27303faefecc4d (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-10T18:47:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_NaraJullianaVieiradeFarias.pdf: 1896505 bytes, checksum: 422c1dca6929caa60e27303faefecc4d (MD5) / A ocorrência de florações de algas dominadas por cianobactérias tem se tornado cada vez mais frequente nos reservatórios que armazenam água para abastecimento público. A Microcystis aeruginosa é uma espécie de cianobactéria capaz de produzir toxinas (microcistinas) e a sua presença já foi observada em diversos reservatórios do Brasil. Desde o ano 2000, a legislação brasileira que regula a qualidade da água destinada ao consumo humano limita o valor máximo permitido de microcistinas em 1 μg/L. Assim, a remoção de desses organismos, e suas toxinas, deve ser objeto de atenção nos sistemas de tratamento de água e, nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência do período de amadurecimento no desempenho de filtros lentos precedidos de pré-filtração em pedregulho sobre a eficiência na remoção de células e toxinas de M. aeruginosa no processo de tratamento da água. Para tanto, foram realizados experimentos com um sistema composto por pré-filtro de pedregulho com escoamento ascendente (PFA), operado com taxa de filtração de 10 m3/m2.d, seguido de dois filtros pilotos similares, operados em paralelo, com taxa de 3 m3/m2.d. O desempenho do sistema foi avaliado com os filtros lentos sendo submetidos a diferentes formas de amadurecimento e a simulações periódicas de floração de M. aeruginosa, em densidades que variaram de 105 a 106 céls./mL, sendo também inseridas, esporadicamente, concentrações de microcistinas dissolvidas, com valores estimados entre 5 e 50 μg/L. Observou-se que a adoção de período mais longo de amadurecimento influenciou positivamente o desempenho do pré-filtro e que essa unidade foi capaz de condicionar água para filtração lenta areia. Quanto aos filtros lentos, os resultados indicam que o amadurecimento dos filtros com água bruta por 15 dias se mostrou mais efetivo para obtenção de maior remoção de clorofila-a (células de M. aeruginosa) e turbidez, do que o amadurecimento com água efluente do pré-filtro de pedregulho. Além disso, a presença de microcistinas na água bruta parece influenciar negativamente a retenção de células de M. aeruginosa no PFA e aumentar a possibilidade de traspasse de células no sistema de tratamento, mesmo sete dias depois de cessada a alimentação com água bruta contendo células de M. aeruginosa. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The occurrence of algal blooms dominated by cyanobacteria has become increasingly common in the reservoirs that store water for public supply. The Microcystis aeruginosa is a toxin-producing cyanobacteria specie and its presence has been observed in many Brazilian reservoirs. Since the year 2000, Brazilian drinking water legislation has limited the maximum concentration of microcystins to a value of 1 μg/L. Considering the importance of the removal of these organisms, and their toxins, in water treatment systems, this study aimed to evaluate the influence of ripening period on the performance of slow sand filters preceded by roughing filtration on the removal efficiency of cells and toxins from M. aeruginosa in the water treatment process. For this purpose, experiments were carried out using a pilot plant comprised by an up-flow rough pre-filter, operated at a flow rate of 10 m3/m2.d, followed by two similar slow sand filters columns operated in parallel, at a flow rate of 3 m3/m2.d. The performance of the system was evaluated with the slow sand filters being subjected to different ways of carrying the ripening stage and fed with raw water that were periodically spiked with cells of M. aeruginosa in the range of 105 cells/mL to 106 cells/mL. The raw water, sporadically, was also spiked with dissolved microcystins, with estimated concentration between 5 and 50 μg/L. It was observed that a longer ripening period had positive influence on the improvement of the performance of the rough pre-filter and that this unit was able to conditioning water for slow sand filtration. Regarding the slow sand filters, the results suggest that when the ripening was proceeded with raw water during 15 days, rather than with pre-filtered water, removal of turbidity and chlorophyll-a (cells of M. aeruginosa) was more effective. Besides, the presence of dissolved microcystins in the raw water seems to negatively influence the retention of M. aeruginosa cells in the rough pre-filter, as well as increase the possibility of cells breakthrough the system, even seven days after the feeding with raw water spiked with M. aeruginosa cells has been stopped.

Dissertação (mestrado) - Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-02-26T19:33:00Z No. of bitstreams: 1 2014_IngrithMarcelaRomeroMendez.pdf: 3150310 bytes, checksum: 4710ae3803b4e8f7638a3916b462aa5b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-02-27T19:07:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_IngrithMarcelaRomeroMendez.pdf: 3150310 bytes, checksum: 4710ae3803b4e8f7638a3916b462aa5b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-27T19:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_IngrithMarcelaRomeroMendez.pdf: 3150310 bytes, checksum: 4710ae3803b4e8f7638a3916b462aa5b (MD5) / O presente estudo avaliou o desempenho da filtração direta ascendente na remoção de microesferas de poliestireno, em substituição a oocistos de Cryptosporidium, no tratamento de águas com turbidez moderada e cor elevada, usando quitosana como coagulante. As águas de estudo tiveram como matriz a água do Lago Paranoá. Na água de estudo I (AEI) a turbidez, induzida com caulinita, era de cerca de 30 uT. A água de estudo II (AEII), apresentava cor próxima de 50 uH e foi induzida com ácidos húmicos. Inicialmente foram elaborados diagramas de coagulação para definir as condições ótimas de coagulação a serem adotadas nos ensaios de filtração. Os ensaios de filtração direta ascendente foram efetuados em uma instalação piloto. Foram efetuados 10 ensaios de filtração com a água AEI e 7 ensaios com a água AEII, inoculando microesferas em concentração de 105 me./L. A taxa de filtração adotada foi de 120 m3/m2d. As condições de coagulação testadas incluíram sub-dosagens, dosagens ótimas e super-dosagens de coagulante. Em condições ótimas de coagulação, na maioria dos experimentos com a água AEI os efluentes apresentaram níveis de turbidez inferiores a 0,5 uT com residuais de microesferas (6 a 64 me./L) que corresponderam a remoções entre 3,54 log e 4,91 log durante a operação regular do filtro. Já com a água AEII, foi alcançada menor remoção dessas partículas (3,72 e 4,4 log) e por tanto maiores residuais de microesferas (13 a 96 me./L) mesmo com níveis de turbidez na água filtrada de 0,3 uT. Considerando as microesferas indicadores confiáveis da remoção de oocistos, essas concentrações encontradas nos efluentes do filtro foram bem superiores à concentração limite para um risco mínimo de infecção por oocistos de Cryptosporidium de 10 -4, prescrito pela OMS. Em geral, o emprego de condições de coagulação não ótimas pode causar decréscimo da eficiência do filtro ascendente na redução dos parâmetros de qualidade da água e o incremento da concentração de partículas com tamanho similar aos oocistos no efluente. _____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The present study evaluates the up-flow in-line filtration performance in the removal of polystyrene microspheres, in substitution of Cryptosporidium oocysts, in the treatment of waters with moderate turbidity and high color, using chitosan as a coagulant. The waters of study had as matrix Lake Paranoá water. In the water of study I the turbidity kaolinite-induced, was of about 30 NTU. The water of study II, presented color next 50 uH by color humic acid-induced. Initially coagulation diagrams were developed to define the optimal coagulation conditions to be adopted in the filtration experiments. The up-flow in-line filtration experiments were performed in a pilot-scale installation. Were performed 10 filtration experiments with the water of study I and 7 experiments with the water of study II, spiking microspheres at a concentration of 105 me./L. The filtration rate adopted was 120 m3/m2d. The tested coagulation conditions included optimal doses, sub-optimal and over-optimal doses of coagulant. Most of the filtration experiments with the water of study I at optimal coagulation conditions presented levels of turbidity lower of 0.5 NTU with microspheres residuals (6 a 64 me./L) that corresponded to removals between 3.54 log and 4.91 log during regular operation of the filter. But, with the water of study II relatively less removals of these particles were observed (3.72 – 4.40 log) and therefore higher microspheres residuals (13 to 96 me./L) even with turbidity levels in the filtered water of 0.3 NTU. Considering the microspheres reliable indicators of removal of oocysts, the concentrations found in the filter effluent were well above the concentration limit for a minimal risk of infection by Cryptosporidium 10 -4 as prescribed by WHO. In general, the use of non-optimal coagulation conditions can cause the up-flow filter efficiency decrease in reducing water quality parameters and the increment of the concentration of oocysts-sized particles in the effluent.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by wesley oliveira leite (leite.wesley@yahoo.com.br) on 2009-10-28T20:41:35Z No. of bitstreams: 1 2006_Ana Elisa Silva de Melo.pdf: 6674592 bytes, checksum: d29a2a722b8a7a018085a7b6f619a2ea (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-01-17T16:25:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Ana Elisa Silva de Melo.pdf: 6674592 bytes, checksum: d29a2a722b8a7a018085a7b6f619a2ea (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-17T16:25:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Ana Elisa Silva de Melo.pdf: 6674592 bytes, checksum: d29a2a722b8a7a018085a7b6f619a2ea (MD5) / O presente trabalho apresenta uma avaliação do desempenho da filtração lenta na remoção de células viáveis de Cylindrospermopsis raciborskii e de saxitoxinas na água para consumo humano. Também foi realizada uma investigação preliminar da potencialidade da pré-filtração ascendente em pedregulho como sistema de pré-tratamento para a filtração lenta no tratamento de águas com elevada presença de células de C. raciborskii. O trabalho foi desenvolvido em escala piloto, e divido em duas etapas experimentais. Na 1ª Etapa Experimental, a instalação piloto era constituída por um sistema de filtração lenta, composto por dois filtros lentos operando em paralelo. Já na 2ª Etapa Experimental, foi adicionada à instalação piloto uma unidade de pré-filtração ascendente em pedregulho precedendo os filtros lentos. Os filtros lentos foram operados com taxa de filtração de 3m3/m2.dia e o pré-filtro ascendente em pedregulho com taxa de filtração de 10m3/m2.dia. Durante a 1ª Etapa Experimental, foi avaliado o desempenho dos filtros lentos quando alimentados com água bruta (lago Paranoá) inoculada com diferentes concentrações de células de C. raciborskii (105 a 6x106céls./mL) ou saxitoxinas extracelulares (3μg/L). De acordo com os resultados obtidos, o processo de filtração lenta foi bastante eficiente na remoção de células de C. raciborskii com concentrações da ordem de 105 céls./mL. Entretanto, para as concentrações mais elevadas de C. raciborskii (acima de 1x106 céls./mL), a filtração lenta como única etapa de tratamento não se apresentou como alternativa mais apropriada, pois permite o traspasse de turbidez, clorofila-a, saxitoxinas intra e extracelulares, além de apresentar acelerado desenvolvimento da perda de carga. Nos períodos de traspasse, ocasionados pelo carreamento de células de C. raciborskii previamente retidas no meio filtrante, os filtros lentos produziram efluentes com valores de turbidez, clorofila-a, saxitoxinas intracelulares em torno de 2UT, 10μ/L e 5μg/L, respectivamente. Foi detectada a presença de saxitoxinas extracelulares na água filtrada quando o filtro lento era alimentado com 106 céls./mL de C. raciborskii, confirmando a ocorrência de lise de parte das células retidas no meio filtrante. Foi também observado um impacto negativo da presença de saxitoxinas na água bruta sobre a remoção de coliformes. Os resultados da 2ª Etapa Experimental sugerem que pré-filtração antecedendo a filtração lenta apresenta grande potencial de aplicação no tratamento de águas com elevadas concentrações de células de C. raciborskii (acima de 106 céls./mL). O pré-filtro ascendente em pedregulho conseguiu remover parte das células de C. raciborskii presentes na água bruta produzindo efluentes capazes de evitar o desenvolvimento acelerado da perda de carga nos filtros lentos. Diferentemente do observado com o uso de filtro lento como unidade única de tratamento, a turbidez, o teor de clorofila-a e saxitoxinas totais (intra + extracelulares) dos efluentes dos filtros lentos se mantiveram abaixo de 0,3UT, 2μg/L e 0,2μg/L, respectivamente, mesmo quando a água bruta que alimentava o sistema apresentava concentrações de células de C. raciborskii muito elevadas (7x106 céls./mL). Entretanto, a remoção de turbidez e clorofila-a no pré-filtro ascendente em pedregulho apresentaram valores abaixo dos verificados para essa unidade na literatura. Dessa forma, faz-se necessário a realização de estudos para otimização dos parâmetros de projeto e operação da unidade de pré-filtração. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents an evaluation of the performance of the slow sand filtration in the removal of viable cells of Cylindrospermopsis raciborskii and extracellular saxitoxin from raw water. Also, it was carmed out a preliminary investigation on the use of the upflow roughing filtration as pretreatment stage for slow sand filtration in treatment of raw water with very high concentration Cylindrospermopsis raciborskii cells. The work was developed in a pilot scale and was carried out in two experimental stages. In the first stage, the pilot plant comprises two slow sand filtration units operated in parallel. In the second stage, an upflow rough filter was installed before the slow sand filters. The slow sand filters were operated at filtration rate of 3m3/m2.day and the upflow rough filter at filtration rate of 10m3/m2.day. During the 1st stage, the slow sand filters were fed with raw water (Paranoá lake water) spiked with different concentrations of a cultived toxic strain C. raciborskii (105 to 6x106cells/mL) or with extracellular saxitoxins (3μg/L). Based on the results, the process of slow sand filtration is very efficient in the removal of cells of C. raciborskii in the range of 105cells/mL. However, for a raw water with higher concentrations of cells of C. raciborskii (>1x106 cells/mL), the slow sand filtration as sole treatment step don’t seems to be the adequate alternative of treatment, once it was observed the occurrence of turbity, chlorophyll-a, intra and extracellular saxitoxins breakthrough. Furthermore a high head-loss development was observed during the filtration process. Breakthrough occurred mainly as a result of detachment of part of the cells previously retained in the filter. During breakthrough periods the slow sand filters produce effluents with concentration of turbity, chlorophyll-a and intracellular saxitoxins higher than 2NTU, 10μg/L and 5μg/L, respectively. When the presence of saxitoxins in the raw water was mostly in the intracellular fraction, raw water with 106cells/mL of C. raciborskii, it was detected presence of extracellular saxitoxins in the filtered water, confirming that cells lyses was occurring in the filter bed. It was confirmed that presence of saxitoxins in the raw water has a negative impact in the removal of coliforms. The results of the 2nd stage suggest that the use of upflow filter before the slow sand filtration shows great potential for the treatment of waters with high concentrations of cells of C. raciborskii (higher than 1x106 cells/mL). The upflow rough filter was able to prevent the high rate of the head-loss development in the slow sand filters that was observed in the 1st stage. The use of the roughing filtration as pretreatment for the slow sand filters allowed these units to produce effluents with turbity, chlorophyll-a and total saxitoxins (intra+extracellular) lower than 0,3NTU, 2μg/L e 0,2μg/L, respectively, even when the concentration of C. raciborskii in the raw water was 7x106cells/mL. However, the removal efficiency of turbity and chlorophyll-a in the upflow rough filter was lower than that reported in the literature. Thus, future studies aiming the optimization of project and operational parameters must be pursued.

Orientador: Ademir Jose Petenate / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:54:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_CarlosEduardoAlves_M.pdf: 5456209 bytes, checksum: 09ecf0e3b9fbd410ec3597863d119a10 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Devido a crescente procura por meios de filtração e purificação de água por consumidores residenciais preocupados com a qualidade da água para consumo recebida em suas residências, e devido à qualidade contestável da Água Mineral de diversas marcas vendidas no Brasil, aumenta a cada dia a produção de filtros e purificadores de água nas indústrias nacionais e multinacionais. Com isso, surgiu a necessidade do Governo Brasileiro, representado pelo INMETRO, realizar o controle da qualidade dos filtros e purificadores de água, vendidos no mercado nacional, utilizando a NBR14908 - Aparelho para melhoria da qualidade da água para uso doméstico ¿ que especifica os requisitos mínimos e métodos de ensaio para os filtros e purificadores por pressão utilizados para melhoria da qualidade da água, de uso doméstico, de acordo com a Portaria 1469 do Ministério da Saúde. Acredita-se que a partir de julho de 2005 (data [mal a ser confirmada pelo INMETRO) a qualificação dos filtros e purificadores através desta norma seja obrigatória para os fabricantes ou representantes (no caso de produtos importados) e que os produtos que não atenderem a norma deverão ser retirados do mercado. Este trabalho apresenta um método de Qualificação de Novo Produto para a indústria de filtros e purificadores de água que utiliza conceitos e ferramentas da qualidade e ferramentas estatísticas, englobando a Qualificação de Fornecedores, Qualificação de Matéria-Prima, Qualificação de Processo e por fim a Qualificação de Produto que atenda a norma NBR14908 / Abstract: Considering the enlargement demand for filtration and purification system for water, by o lot of residential and establishments c1ients worried with a quality of water for human consumption, and according to a contested quality of Mineral Water of various brands in Brazilian market, the industrial production of filters and purifiers grows constant1y. By these reasons, the Brazilian government, represented by JNMETRO, started to control the quality of filters and water purifiers sold in national market using the standard NBR14908 - Device for improving water quality - Residential application. Descriptors: Pressurized device, according to Brazilian Portaria 1469 from Health Department. In 2005 (final date will be defined by INMETRO) all filters and purifiers should be qualified in NBR14908 to be sold in national market. The purpose of this final work is to present an adequate system that uses quality concepts and quality and statistics tools, to qualify Suppliers, Raw Material, Process and Final Product according to Brazilian NBR14908 / Mestrado / Mestre Profissional em Engenharia Mecanica/Gestão da Qualidade Total

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251731.pdf: 981472 bytes, checksum: 24c452908911127882f50da313ef49fb (MD5) / O trabalho teve como objetivo avaliar a utilização de filtros no polimento de efluentes de lagoas de estabilização para o tratamento de dejetos de suínos visando o reúso do efluente do filtro de pedras na irrigação. O filtro de areia (FA) em escala reduzida recebe parte do efluente de uma lagoa facultativa aerada e consiste na passagem dos líquidos afluentes em escoamento horizontal através de leito filtrante em areia grosseira. As dimensões do filtro são: 3 m de largura por 6 m de comprimento e 0,50 m de profundidade com 0,10 m de altura de folga. O volume útil é de 7,2 m3 e o meio filtrante é constituído de seixo rolado, em seu primeiro meio metro inicial e último meio metro final, e areia grosseira. A vazão média do FA foi de 1,8 m3/d. e a taxa hidráulica aplicada de 0,25 m3/m3.d. O filtro de pedras (FP) em escala real recebe o efluente de uma lagoa de maturação, consiste na passagem dos líquidos afluentes em escoamento horizontal através de leito filtrante de pedregulhos. Suas dimensões são: 7 m de largura por 20 m de comprimento e 0,60 m de profundidade com 0,20 m de altura de folga. O volume útil é de 56 m3 e o meio filtrante é constituído de seixo rolado (material facilmente encontrado na região de formato elíptico) de granulometria variada (30-300 mm). A vazão média do FP foi de 7,6 m3/d. e a taxa hidráulica aplicada de 0,14 m3/m3.d. A partir do monitoramento, verificou-se eficiências medianas de remoção de 13% de DBO5t no FP; 4% de DQOt no FP, sendo que o FA não obteve remoções de DBO5t e DQOt; 3% de N-NH3 no FA e 18% no FP; 6% de NTK no FA e no FP; 63% de SST no FA e 17% no FP; 25% de Clorofila a no FA e 36% no FP; 26% de Turbidez no FA e 24% no FP; 19% de Fósforo Total no FA e 22% no FP; 27% de E. Coli no FA e 18% no FP. O efluente da saída do FP obteve classificação C4-S2 e concentração de Sólidos Totais variando de 550-3800 mg/L, sendo não recomendada, a prática de reúso na irrigação.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-03T21:09:26Z No. of bitstreams: 1 2017_MauroRobertoFelizatto.pdf: 6339725 bytes, checksum: 293e6f2365347e2d41a3decef0d5dcca (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline (jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2017-05-08T10:26:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MauroRobertoFelizatto.pdf: 6339725 bytes, checksum: 293e6f2365347e2d41a3decef0d5dcca (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T10:26:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MauroRobertoFelizatto.pdf: 6339725 bytes, checksum: 293e6f2365347e2d41a3decef0d5dcca (MD5) / A incorporação da tecnologia de separação por membranas em processos anaeróbios representa uma inovação importante no desenvolvimento da engenharia de tratamento biológico de efluentes de reatores UASB. Esta pesquisa consistiu na avaliação da filtração através de membranas submersas, de microfiltração (0,40 μm), provido de sistema de retrolavagem, durante contínuo tratamento do efluente do reator UASB operando com esgotos sanitários. As membranas utilizadas foram do tipo fibras-ocas e fabricadas com o polímero poli(éter-imida). Durante a operação em modo contínuo por longo período, foi observado o declínio contínuo e acentuado do fluxo do permeado com o decorrer do tempo, com valor final de 5,50 LMH, e que a unidade de microfiltração não respondeu ao método contínuo de controle da incrustação (retrolavagem). O restabelecimento da resistência da membrana limpa (1,8x1012 m-1) só ocorreu com limpeza química efetuada com solução de hipoclorito de sódio. A perda de permeado relativa ao consumo diário no uso na retrolavagem levantado foi de 24% e o consumo específico de energia elétrica do sistema apurado foi de 2,80 kWh/m3. A remoção de matéria orgânica alcançada pela microfiltração de efluente do reator UASB foi de 87% para DBO e 84% para DQO, a remoção global de SST foi de 99% e de 2,02 unidades logarítmicas para Coliformes fecais (CF). Os resultados médios de densidade de CF (~105 NMP/100 mℓ) e sua remoção (2,02 unid. log.) e ausência de ovos de helmintos viáveis no permeado atingiram um nível, nesta pesquisa, que possibilita o reúso de água para irrigação restrita na agricultura altamente mecanizada e para irrigação irrestrita por gotejamento de culturas elevadas, segundo as diretrizes da OMS. / The incorporation of membrane separation technology into anaerobic processes represents an important innovation in the development of biological treatment engineering for UASB reactor effluent. This research evaluated the performance of a submerged membranes filtration, microfiltration membranes (0,40 μm) provided with a backwash system, during continuous treatment of the UASB reactors effluents operating with municipal wastewater. The hollow fiber membranes were manufactured by polyetherimide material. In the long-term operation, the continued and accented decrease of permeate flux over the time was observed, with a final permeate flux approached of 5.50 LMH. The microfiltration unit seems not to answer satisfactorily to strategy in limiting the fouling control (backwash). The restoration of the clean membrane resistance (1.8x1012 m-1) only occurred with chemical cleaning carried out with sodium hypochlorite solution. The permeate loss relative to the daily consumption in the backwash was 24% and the specific energy consumption of the system was 2.80 kWh/m3. The removal of organic matter by the microfiltration of the UASB reactor effluent reached was 87% for BOD and 84% for COD, 99% for TSS removal and 2.02 log. units for fecal coliforms (FC). In this study, the results of the geometric means of FC density (~105 MPN/100 mℓ) and its removal (2.02 log. units) and absence of viable helminthes eggs in the permeate reached a level of water reuse for restricted irrigation in agriculture highly mechanized and for unrestricted drip irrigation of high crops, according to WHO guidelines.